Автоматизация систем кондиционирования

Автоматизация систем кондиционирования

Автоматизация кондиционирования позволяет поддерживать с большой точностью стабильность среды, ее программное изменение, контроль, защиту, сигнализацию, а при необходимости - устранение аварийных ситуаций (рис.3.26).

Автоматизация кондиционирования имеет свою специфику, так как состав воздуха зависит от химических и климатических параметров и может требоваться их регулирование в широком диапазоне. Различают летний и зимний режимы.

Систему кондиционирования воздуха можно представить, как систему автоматического регулирования с последовательным включением отдельных звеньев, предназначенных для достижения одной цели - сохранения в помещениях температуры или относительной влажности, или все это одновременно. Важным способом автоматизации является правильный выбор места установки датчиков.

Рис.3.26. Функциональная схема САУ кондиционера: 1-датчик наружной температуры; 2-фильтр ячейковый; 3-датчик перепада давления; 4-сдвоенное реле давления; 5-фреоновый воздухоохладитель по воде; 6-соленоидный вентиль; 7-электрокалорифер; 8-датчик защиты от перегрева; 9-водяной воздухонагреватель; 10-циркуляционный насос; 11-датчик температуры обратной воды; 12-датчик угрозы замораживания по воздуху; 13-датчик температуры давления по воздуху; 14-вентагрегат; 15-датчик температуры канальный; 16-датчик температуры комнатный; 17-реле давления; 18-вентилятор осевой конденсатора; 19-воздушный конденсатор; 20-компрессор; 21-клапан водяного воздухонагревателя.

Создание системы обычно начинают с разработки технологического плана помещения и выделения различных зон, влияющих на микроклимат. Далее идет этап разработки технологии приготовления воздуха по заданным параметрам: подогрев до установленной температуры точки росы, фильтрация, увлажнение и догрев до требуемых параметров.

Особым условием кондиционирования является охлаждение воздуха в заданных пределах. Существует два способа охлаждения: сухой и мокрый. При первом способе охлаждение воздуха происходит путем пропускания холодной воды через калориферы. При этом влагосодержание остается неизменным. Второй способ заключается в охлаждении воздуха в оросительных камерах при одновременном повышении его влагосодержания. Хладоносителем может быть вода.

Системы кондиционирования служат для автоматического поддерживания температуры и относительной влажности воздуха в помещениях предприятий. Для этой цели наружный воздух перед подачей его в помещение подвергают обработке в калориферах и одного помещения оросительной камере.

Кондиционеры для одного помещения. Воздух в кондиционерах последовательно проходит обработку в калорифере 2 первого подогрева (рис.3.27,а), оросительном устройстве 3 и калорифере 4 второго подогрева. Стабилизация температуры и относительной влажности осуществляется по температуре точки росы, причем регулирование проводится в два этапа (рис.3.27,б). Первоначально путем соответствующей обработки воздуха достигается температура точки росы (точка 3), затем воздух нагревается до такой температуры (точка 4), чтобы при подаче его в помещение обеспечивалась заданная температура (точка 5). Реализуется данный метод следующим образом.

Рис.3.27. Управление кондиционером по температуре точки росы: а-схема управления; б-процесс регулирования на I-d диаграмме; 1-воздушный фильтр; 2,4-калориферы; 3-оросительная камера; 5-вентилятор.

В холодный период года регулятор воздействует на клапан теплоносителя калорифера 2 таким образом, чтобы нагрелся (прямая 1 – 2) до температуры характеризуемой точкой 2. В оросительной камере воздух адиабатический охлаждается и увлажняется (прямая 2 – 3) до точки росы. В теплый период постоянная температура точки росы поддерживается регулятором путем изменения расхода холодной воды, подаваемой в оросительную камеру (калорифер не работает). Происходит процесс охлаждения и насыщения влагой воздуха (прямая 1–3). Таким образом, независимо от начальных значений параметров наружный воздух после оросителя всегда имеет одни и те же параметры , характеризуемые точкой 3. В калорифере 4 воздух нагревается до определенной температуры в результате изменения расхода теплоносителя (точка 4).

Недостатком описанного метода является его неэкономичность при значениях наружного воздуха, характеризуемых точкой 4. Более предпочтительной системой с регулятором относительной влажности воздуха (рис.3.28,а), который совместно с регулятором температуры осуществляет прямое воздействие на те, или иные агрегаты кондиционера в зависимости от параметров наружного воздуха. На диаграмме I - d (рис.3.28,б) показаны предельно допустимые значения температуры и относительной влажности воздуха в помещении; четырехугольник, углами которого служат эти значения, является допустимой областью этих параметров. Кривой на диаграмме обозначена область возможных параметров наружного воздуха, которую можно разбить на шесть зон. В табл. 10 приведены данные по управлению системой кондиционирования в зависимости от параметров наружного воздуха.

Рис.3.28. Управление кондиционером с регуляторами температуры и относительной влажности: а-схема управления; б-значения параметров наружного воздуха и воздуха в помещении на диаграмме I-d; воздушный фильтр; 2,4- калориферы; 3-орисительная камера; 5-вентилятор

Кондиционеры для нескольких помещений. На некоторых производствах в каждом помещении необходимо поддерживать свой микроклимат. Этого добиваются дополнительной обработкой воздуха после центральной системой кондиционирования в индивидуальных калориферах второго подогрева, в эжекционных доводчиках (рис.3.29,а) и путем смешения нагретого воздуха после калорифера второго подогрева с воздухом, пропускаемым помимо этого калорифера (рис. 3.29,б ).

При использовании нескольких индивидуальных калориферов второго подогрева для регулирования температуры в каждом помещении устанавливают дополнительные регуляторы, изменяющие расход теплоносителя в соответствующие калориферы.

Эжекционные доводчики устанавливают после калорифера второго подогрева (общая часть системы кондиционирования на схеме не показана). Воздух после кондиционера подается через сопло доводчика и смешивается в нем с эжектируемым из помещения воздухом, который предварительно обрабатывается в калорифере таким образом, чтобы в помещении поддерживалась определенная температура. Это обеспечивается регулятором температуры прямого действия; регулирующие воздействие при этом осуществляется изменением соотношения расходов тепло- и хладоносителей, подводимых к трехходовому клапану регулятора.

Рис.3.29. Схемы управления кондиционерами для нескольких помещений

При смешении нагретого и холодного воздуха перед помещением температуру в помещениях регулирует изменением соотношения расходов воздуха, что достигается индивидуальными регуляторами температуры помещений. Для того чтобы соотношение расходов не менялось при изменении давления в магистралях воздуха, устанавливают стабилизирующие регуляторы давления.